Os "pontos" fluorescentes - ou seja, partículas minúsculas que podem emitir luz - têm uma infinidade de aplicações biomédicas promissoras, desde ajudar os médicos a identificar melhor as margens do tumor até a administração de uma droga nas profundezas do corpo. No entanto, fazer esses pontos geralmente é um processo longo e tedioso que usa produtos químicos agressivos. Agora, pesquisadores financiados pelo NIBIB estão desenvolvendo um ponto fluorescente que não é apenas mais fácil de fazer, mas usa materiais ecologicamente corretos.
"Este estudo de prova de princípio descreve uma nova abordagem 'verde' para fabricar nanomateriais fluorescentes, que são moléculas promissoras no campo biomédico", disse Tatjana Atanasijevic, Ph.D., diretora do programa NIBIB em Sondas Moleculares e Agentes de Imagem. "A pesquisa descrita aqui fornece uma visão fundamental que pode levar a uma maneira mais barata e segura de sintetizar esse importante tipo de nanopartícula".

Os métodos tradicionais de síntese de pontos fluorescentes normalmente requerem o uso de solventes orgânicos, que são eficazes para ajudar a quebrar as substâncias e facilitar as reações químicas. No entanto, os solventes orgânicos podem ser inflamáveis, voláteis e cancerígenos e são potencialmente perigosos se manuseados incorretamente. Além disso, a síntese de pontos fluorescentes é tipicamente demorada e complexa, representando uma variedade de desafios para a fabricação em larga escala.

Mas pesquisadores do Centro Médico da Universidade de Nebraska (UNMC) estão trabalhando em uma estratégia alternativa. Eles estão combinando ácido hialurônico, um carboidrato comum, juntamente com aminoácidos específicos (as moléculas que constituem as proteínas). Ambos os componentes são abundantes em nossos corpos e, mais importante, ambos podem se dissolver na água. A última característica nega a necessidade de solventes orgânicos tóxicos.

"Ao contrário dos pontos fluorescentes tradicionais, nossos pontos combinam dois materiais naturais", explicou o autor sênior do estudo Aaron Mohs, Ph.D., professor associado do departamento de ciências farmacêuticas da UNMC. “Isso não apenas facilita a síntese de nosso nanomaterial – pois podemos purificar os pontos usando apenas água – mas também capitaliza a biocompatibilidade dessas moléculas, potencialmente tornando-as uma nanopartícula ideal para uma variedade de configurações diferentes”. A pesquisa de Mohs sobre esses pontos fluorescentes foi recentemente publicada na revista ACS Omega .

Normalmente, quando os pesquisadores fazem partículas fluorescentes, eles usam um material de partida que possui propriedades fluorescentes. No entanto, nem o ácido hialurônico nem os aminoácidos são especialmente fluorescentes por conta própria. Para fazer seus pontos brilharem, Mohs e seus colegas aproveitam a química única que acontece quando esses materiais se combinam. À medida que o ácido hialurônico interage com certos aminoácidos, os elétrons que essas moléculas compartilham podem ficar confinados, afetando a forma como os elétrons reagem quando expostos a determinados comprimentos de onda de luz. Esse fenômeno é conhecido como emissão intensificada por ligações cruzadas. O resultado? Os pontos brilham em azul sob condições específicas, permitindo que as nanopartículas sejam visualizadas nas células.

Além das aplicações de imagens biomédicas, os pesquisadores queriam investigar se essas nanopartículas fluorescentes poderiam ser usadas para entrega de medicamentos. Eles carregaram seus pontos com doxorrubicina, um quimioterápico comum para o câncer, e avaliaram suas propriedades de liberação de drogas e efeitos citotóxicos. Em comparação com a doxorrubicina padrão, os pontos carregados de doxorrubicina liberaram a droga mais lentamente em ensaios de liberação de droga padrão e exibiram maior morte em células de câncer de mama. "Enquanto uma quantidade apreciável de doxorrubicina padrão é bombeada para fora das células através de mecanismos de efluxo de drogas, quando prendemos a droga dentro do ponto, provavelmente estamos ignorando esse efeito", explicou o primeiro autor do estudo Deep Bhattacharya, Ph.D., que é agora um cientista sênior da Pfizer. "Este aprisionamento no nanodot permite um aumento da carga útil terapêutica e liberação prolongada de doxorrubicina nas células".

Mohs observou que este trabalho de prova de conceito é apenas o começo para seus pontos fluorescentes. "Gostaríamos de fazer mais modificações nesses pontos para torná-los melhores para detecção biológica em tecidos", disse ele. "Mas este estudo inicial demonstrou as propriedades de imagem e entrega de drogas desses pontos, que podemos fazer usando materiais ecológicos". + Explorar mais

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